Fluoresan Nanopartikullarni Ultrasonik Sintizlash
Sun'iy ravishda sintez qilingan lyuminestsent nanozarrachalar va kvant nuqtalari elektrooptika, optik ma'lumotlarni saqlash, biokimyoviy tahlil va ilg'or tibbiy diagnostikani o'z ichiga olgan ko'p qirrali ilovalar bilan o'zgartiruvchi materiallar sifatida paydo bo'ldi. An'anaviy sintez usullari ko'pincha zarrachalar hajmi, kolloid barqarorligi va yuqori kvant rentabelligiga erishish uchun kurashadi, ayniqsa sanoat miqyosida. Ultrasonik sintez (sonokimyoviy sintez) yuqori sifatli lyuminestsent nanomateriallarni ishlab chiqarish uchun oddiy, xavfsiz, takrorlanadigan va oson kengaytiriladigan yondashuvni taklif qiluvchi yuqori samarali va ishonchli alternativ hisoblanadi.
Floresan nano zarralarini ultratovush yordamida tayyorlash
Ultratovushli ultratovushni suyuqliklar va shlamlarga qo'llash orqali ultratovush to'lqinlari kuchli lokalizatsiya qilingan kesish kuchlari va mikro-jetlarni hosil qiladi, ular yadrolanish va o'sish dinamikasini aniq nazorat qiladi va yuqori optik xususiyatlarga ega monodispers nanozarrachalarni beradi. Misol uchun, glyukoza kabi tabiiy prekursorlarni bir bosqichli ultratovush bilan davolash juda kichik, suvda eruvchan uglerod nanozarralarini ishlab chiqaradi, ular yorqin ko'rinadigan va yaqin infraqizil fotolyuminesans, kuchli konversiya qobiliyati va toksik metall yadrolarisiz mukammal uzoq muddatli barqarorlikni namoyish etadi. Xuddi shunday, ultratovushni boshqariladigan yog'ingarchilik bilan birlashtirish barqaror, yig'ilmaydigan organik porfirin nanopartikullarini ishlab chiqarishga imkon beradi, ular floresansning yuqori o'lchamlari va yutilish spektrlarida sezilarli batokromik siljishlarni ko'rsatadi. Sintezdan tashqari, ultratovush nano-suspenziyalarning ishonchli dispersiyasi va deaglomeratsiyasi uchun afzal qilingan usul bo'lib qolmoqda, shu bilan birga yumshoq sirt funksionalligi va modifikatsiyasini osonlashtiradi. Yumshoq, ekologik toza sharoitlarda ishlash qobiliyati bilan birgalikda ultratovush sintezi sanoat va biomedikal ilovalarda keyingi avlod lyuminestsent nanomateriallarni rivojlantirish uchun asos bo'lib xizmat qiladi.
Formulyatsiya maqsadlaringizni bizga ayting – Bizning ilova bo'yicha mutaxassislarimiz kvant hosildorligini maksimal darajada oshiradigan, uzoq muddatli kolloid barqarorlikni ta'minlaydigan va mavjud ishlab chiqarish liniyangizga muammosiz integratsiya qilinadigan maxsus sonikatsiya yechimini ishlab chiqadi.
Sonicator UP400St: Sonikatsiya yordamida floresan nanopartikullar sintez qiling
Floresan nanozarrachalarni ultratovush yordamida tayyorlash
Ultrasonication - bu floresan xususiyatlari, yuqori kvant samaradorligi va barqarorligi bilan bir xil va yuqori kristalli nanozarrachalarning kolloid sintezini yaxshilash uchun tasdiqlangan vositadir.
Sonikatsiya quyidagilarni rag'batlantiradi:
- sintez
- funksionallashtirish
- modifikatsiya
- dispersiya
- deaglomeratsiya & Chiqib ketish
Suvda eruvchan uglerod nanozarralari floresan yuqori konversiyaga ega
Li va boshqalar. (2010) to'g'ridan-to'g'ri glyukozadan monodispersed, suvda eruvchan floresan uglerod nanopartikullarini (CNP) ishlab chiqarish uchun yuqori samarali, bir bosqichli ultratovushli sintez usulini ishlab chiqdi. Kislota yoki gidroksidi katalizator ishtirokida ultratovushli davolashni qo'llash orqali jarayon kuchli gidrodinamik kesish kuchlari va mahalliy yuqori bosim zonalarini yaratish uchun akustik kavitatsiyadan foydalanadi. Ushbu kuchlar diametri 5 nm dan kichik bo'lgan sferik nanozarrachalarni olish uchun klassik LaMer yadrosi modeliga rioya qilgan holda glyukozaning polimerizatsiyasi va karbonlanishini boshqaradi.
Ushbu yondashuvning asosiy afzalligi shundaki, hosil bo'lgan CNPlar gidroksilga boy sirtlari tufayli tabiatan hidrofil bo'lib, qo'shimcha sirt modifikatsiyalari yoki zaharli yopishtiruvchi vositalarni talab qilmasdan suvda erkin tarqalishiga imkon beradi. Bu “yashil” sintez an'anaviy metallga asoslangan kvant nuqtalari bilan keskin farq qiladi, bu yuqori fotostabillik, biomoslashuv va ekologik xavfsizlikni ta'minlaydi.
Optik jihatdan, bu juda kichik CNPlar ko'rinadigan yaqin infraqizil (NIR) spektri bo'ylab yorqin, sozlanishi mumkin bo'lgan fotoluminesansni namoyish etadi. Shunisi e'tiborga loyiqki, ular kuchli yuqoriga aylanadigan floresansni namoyish etadi va NIR nurlanishi bilan qo'zg'alganda NIR nurini chiqarishi mumkin, bu ularni chuqur to'qimalarning biologik tasviri va invaziv bo'lmagan diagnostika uchun juda mos keladi. Nanozarralar kvant rentabelligini taxminan 7% ni tashkil qiladi va xona haroratida olti oydan ortiq optik xususiyatlarini saqlab qoladi. Ajoyib suv dispersiyasi, past toksikligi va mustahkam floresansini hisobga olgan holda, CNPlar yangi avlod biosensorlari, maqsadli dori vositalarini etkazib berish tizimlari va biomedikal tasvirlash agentlari uchun istiqbolli alternativ hisoblanadi.
(a) diametri 5 nm dan kam bo'lgan glyukozadan sonikatsiya orqali tayyorlangan CNPlarning TEM tasviri; (b), (c) quyosh nuri va UV (365 nm, markaz) yoritilishi bilan suvda CNP dispersiyasining fotosuratlari; (dg) Turli qo'zg'alish ostida CNPlarning lyuminestsent mikroskop tasvirlari: mos ravishda 360, 390, 470 va 540 nm uchun d, e, f va g. [Li va boshqalar. 2010]
Sonicator UIP2000hdT yorqin nanohissachalarni sanoat sintezi uchun
Yorqin Porfirin Nanohissachalarining Sono-Sintezi
Kashani-Motlagh va boshqalar (2010) tomonidan olib borilgan tadqiqot muvaffaqiyatli tarzda bir...ni taqdim etdi “ultratovush usuli” floresan organik porfirin nanopartikullarini sintez qilish uchun boshqariladigan yog'ingarchilikni yuqori intensiv sonikatsiya bilan birlashtiradi. Kashshof sifatida [tetrakis(para-xlorofenil)porfirin] (TClPP) dan foydalanib, jamoa o'rtacha diametri taxminan 200 nm bo'lgan sferik nanozarrachalarni ishlab chiqardi. Ultrasonik energiya porfirin xromoforlarining o'z-o'zidan agregatsiyasini samarali ravishda oldini oladi, natijada atrof-muhit, qorong'i sharoitlarda kamida 30 kun davomida yog'ingarchiliksiz turg'un kolloid suspenziya hosil bo'ladi. Zarrachalar hidrofobik o'zaro ta'sirlar, p-p stacking va vodorod bog'lanishi kombinatsiyasi bilan fizik jihatdan barqarorlashadi.
Ultrasonikatsiya hosil bo'lgan nanozarrachalarning morfologiyasi va optik xususiyatlariga chuqur ta'sir qiladi. Aniqlovchi optik xususiyat - monomerik porfirin eritmasi bilan solishtirganda yutilish spektrlarida sezilarli batokromik (qizil) siljish, bu molekulyar tekislash va nanostruktura ichidagi elektron o'zaro ta'sirlar bilan bog'liq. Bundan tashqari, floresan spektrlari o'zining asl shaklini o'chirmasdan saqlab qoladi, lekin kengaytirilgan spektral ruxsatni ko'rsatadi.
Ultrasonik davolashning davomiyligi nanozarrachalarni yig'ish uchun muhim nazorat parametri bo'lib xizmat qiladi. Qisqa sonikatsiya vaqtlari o'tkirroq so'rilish cho'qqilari va yuqori molyar absorbansga ega bo'lgan zarralarni beradi, bu esa kichikroq, kamroq yig'ilgan tuzilmalarni ko'rsatadi. Aksincha, sonikatsiya vaqtini uzaytirish hosil bo'lgan nanopartikullarning umumiy sonini oshiradi va bir vaqtning o'zida har bir zarracha porfirin molekulalarining yig'ilish sonini oshiradi. Ushbu sozlanishi sintez marshruti ilg'or optik sensorlar, oksidlanish reaktsiyalari uchun fotokatalizatorlar va an'anaviy molekulyar porfirinlardan ustun bo'lgan funktsional fotonik materiallarni ishlab chiqish uchun qimmatli yo'lni taklif etadi.
Kashani-Motlagh (2010) tadqiqot guruhi floresan profirin nanozarrachalarini sintez qilish uchun oddiy ultratovushli yog'ingarchilik yo'lini topdi.
Magnit/lyuminestsent nanokompozitlarning sintezi
Ultrasonik ravishda magnit nanozarralar va floresan kvant nuqtalaridan (QD) tashkil topgan nanokompozitlarni sintez qilishda kremniy qobig'i bilan qoplangan. Ushbu kompozitlar ikki funktsiyali bo'lib, QD va magnit nanozarralarning afzalliklarini o'z ichiga oladi. CdS kvant nuqtalari quyidagi protsedura bo'yicha sintez qilindi: Dastlab, tarkibida temir magnit suyuqlik va 0,5 ml 1 mol/L CdS kvant nuqtalari bo'lgan 2 ml yadro plyonkasi pastki qatlami ultratovushli aralashtirish ostida aralashtiriladi, 2 ml PTEOS (oldindan polimerizatsiya qilingan aralash, so'ngra yakuniy tetraetilka qo'shiladi) ml ammiak qo'shildi.
Bundan tashqari, ultratovushli emulsifikatsiya yangi ko'p rangli, yuqori floresans-superparamagnit nanopartikalarni kvant nuqtalar (QDS) va magnetit nanopartikullari hamda amfifil poli(tertbutil akrilat-ko-etil akrilat-ko-metakril kislotasi) triblok kopolimeridan foydalanib tayyorlash imkonini beradi.
Tez-tez so'raladigan savollar: Flüoressent nanopartikulalarning ultratovush sintezi
Ultratovushli sintezning yorituvchi nanopartikullarni ishlab chiqarishda qanday foydalari bor?
Ultratovushli sintez yuqori sifatli yorituvchi nanopartikullarni ishlab chiqarish uchun oddiy, xavfsiz, qayta takrorlanadigan va miqyoslanadigan usulni taklif etadi. An'anaviy usullarga nisbatan, ultratovush qo'llash kolloidal sintez jarayonini yaxshilaydi, natijada zarrachalar bir xil, yuqori kristallikda bo'lib, yuqori kvant samaradorligi va barqarorlikni namoyon qiladi.
Sonikatsiya yorituvchi nanopartikullarning sifatini qanday yaxshilaydi?
Ultratovush zarrachalar o'lchami va taqsimotini aniq nazorat qilish orqali sintez jarayonini yaxshilaydi. Bu zarrachalarning agregatsiyalardan ajralib chiqishi va tarqalishini rag'batlantiradi, homogеn aralashmani ta'minlaydi. Bu yorqin va izchil fotoluminesentsiya kabi yuqori optik xususiyatlarga ega nanopartikullarni hosil qiladi va xromoforlarning o'z-o'zini agregatsiyalashining oldini oladi.
Suvda eriydigan uglerod nanopartikullarini (CNPs) sintez qilish uchun ultratovushdan foydalanish mumkinmi?
Ha. Ultrasonik sintez imkon beradi “yashil,” glyukoza kabi tabiiy prekursorlardan to'g'ridan-to'g'ri mono-dispersli, suvda eriydigan uglerod nanozarralarini ishlab chiqarishning bir bosqichli usuli. Ushbu CNPlar gidroksil guruhlarga boy bo'lib, ularni murakkab sirt modifikatsiyalarini talab qilmasdan yuqori darajada hidrofilik qiladi. Ular ko'rinadigan-yaqin-infraqizil (NIR) spektri bo'ylab kuchli fotoluminesansni namoyish etadi va mukammal yuqoriga aylantirish xususiyatlariga ega.
Porfirin nanozarrachalarini sintez qilishda ultratovushning roli qanday?
Ultrasonikatsiya fluoressent porfirin nanopartikulalarini sintez qilishda yuqori intensivlikdagi ultratovush bilan cho'kmachilikni birlashtirish orqali samarali. Bu jarayon uzoq vaqt davomida aglomeratsiyaga chidamli barqaror nanopartikulalarni hosil qiladi. Ultratovush muolajasining davomiyligi juda muhim; u zarracha hajmiga va bir birlikdagi xromoforlar soniga bevosita ta'sir qiladi, bu esa yakuniy mahsulotning optik xususiyatlari va so'rilishini aniq nazorat qilish imkonini beradi.
Ultratovush emulsifikatsiyasi magnitli/floresan nanokompozitlarni yaratishda qanday qo'llaniladi?
Ultratovushli emulsifikatsiya ikki funksional nanokompozitlarni sintez qilish imkonini beradi, ular magnit nanopartikullar va floresan kvant nuqtalari (QDlar) xususiyatlarini birlashtiradi. Ultratovushli aralashtirish yordamida magnit suyuqliklar va QDlar samarali aralashtirilishi mumkin, so'ngra ular kremniy qobig'i yoki polimer matritsasiga joylashtiriladi. Bu ilg'or biotibbiy ilovalar uchun mos ko'p rangli, yuqori floresansiyali, superparamagnit nanopartikulalarni yaratadi.
Ultratovush yordamida sintez qilingan floresan nanopartikulalar qanday ilovalarni qo'llab-quvvatlaydi?
Sonokimyo orqali ishlab chiqarilgan floresan nanopartikulalarning turli qo'llanmalari mavjud, jumladan:
- Bio-medikal: Biosensorlar, biotibbiy tasvirlash va maqsadli dori yetkazib berish.
- Optik: Elektro-optika va optik ma'lumotlarni saqlash.
- Kimyo: Nano-materiallarni tahlil qilish va modifikatsiya.
- Biologik: Bioanalitik tadqiqotlar va hujayraviy tasvirlash.
Nega floresan nanopartikulalarni tarqatishda sonokimyo afzal ko'riladi?
Sintezdan tashqari, barqaror nano-suspenziyalarni ishonchli tarqatish va deagglomeratsiya qilish uchun ultratovush usuli afzal ko'riladi. Bu nanopartikulalar erituvchida bir xil taqsimlanishini ta'minlaydi, bu esa ularning floresan xususiyatlarini saqlash va saqlash yoki foydalanish paytida cho'kindilarni oldini olish uchun juda muhim.
Adabiyot / Adabiyotlar
- Li, Haitao; He, Xiaodie; Liu, Yang; Huang, Hui; Lian, Suoyuan; Lee, Shuit-Tong; Kang, Zhenhui (2010): One-step ultrasonic synthesis of water-soluble carbon nanoparticles with excellent photoluminescent properties. Carbon 49, 2011. 605-609.
- Kashani-Motlagh, Mohamad Mehdi; Rahimi, Rahmatollah; Kachousangi, Marziye Javaheri (2010): Ultrasonic Method for the Preparation of Organic Porphyrin Nanoparticles. Molecules 15, 2010. 280-287.
- Bose, Rahul; Roychoudhury, Piya; Pal, Ruma (2021): In-situ green synthesis of fluorescent silica–silver conjugate nanodendrites using nanoporous frustules of diatoms: an unprecedented approach. Bioprocess and Biosystems Engineering 44, 2021
- Li, Jimmy Kuan-Jung; Ke, Cherng-Jyh; Lin, Cheng-An J.; Cai, Zhi-Hua; Chen, Ching-Yun; Chang, Walter H. (2011): Facile Method for Gold Nanocluster Synthesis and Fluorescence Control Using Toluene and Ultrasound. Journal of Medical and Biological Engineering, 33/1, 2011. 23-28.
Flüoresan nano-zarralar ishlab chiqarish Sonikator UP400St bilan